Ćwiczenie nr 37 - Napięcie powierzchniowe

1. Do zlewki wlać wody. Na jej powierzchni umieścić „obiekty” wykonane z drucików tj. spinacz biurowy, oraz drucik miedziany.

Oba „obiekty” utrzymują się na powierzchni, natomiast woda zachowuje się jak sprężysta błona i ugina się pod ciężarem drucików.

1. Do zlewki z wodą dodać kroplę detergentu. Zanotować obserwacje. Wyjaśnić, co się dzieje po wprowadzeniu detergentu do układu. Czy istnieją substancje powodujące przeciwne do detergentów zmiany napięcia powierzchniowego? Podać przykład.

Po dodaniu detergentu do wody spinacz i drucik miedziany opadają na dno zlewki. Kiedy do układu wprowadzimy kroplę detergentu, wtedy napięcie powierzchniowe wody się zmniejsza. Istnieją substancje, które powodują przeciwne zmiany napięcia powierzchniowego niż detergenty. Przykładami substancji, które zwiększają napięcie powierzchniowe mogą być cukry.

1. Przedstawić graficznie, jakie siły oddziaływują na przedmiot umieszczony na powierzchni cieczy.

1. Do słoja z podziurkowaną pokrywką wlać wodę, zamknąć słój. Nad zlewem próbować energicznie odwrócić słój do góry dnem. Zanotować obserwacje. Doświadczenie powtórzyć z acetonem. Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia można stwierdzić, która z badanych cieczy ma większe napięcie powierzchniowe? Porównać wnioski z przeprowadzonego doświadczenia z wartościami tablicowymi napięcia powierzchniowego acetonu i wody (porównać wartości dla tej samej temperatury).

Kiedy napełniony wodą słoik (z podziurkowanym wieczkiem) odwrócimy do góry dnem woda nie będzie wylewać się ze słoika. Kiedy czynność tę powtórzymy z acetonem, początkowo substancja zacznie wylewać się ze słoika jednak z czasem ustaje. Na podstawie wykonanego doświadczenia możemy zauważyć, że napięcie powierzchniowe wody jest większe niż napięcie powierzchniowe acetonu.

*Napięcie powierzchniowe w temperaturze 20°C

Ciecz	Napięcie powierzchniowe [mN/m]
Aceton	23,7
Woda destylowana	72,75

1. Napięcie powierzchniowe jest to zjawisko fizyczne występujące na styku powierzchni cieczy z ciałem stałym, gazowym lub inną cieczą, dzięki któremu powierzchnia ta zachowuje się jak sprężysta błona. Napięciem powierzchniowym nazywa się również wielkość fizyczną ujmującą to zjawisko ilościowo: jest to energia przypadająca na jednostkę powierzchni, lub praca potrzebna do rozciągnięcia powierzchni o tę jednostkę. Przyczyną istnienia napięcia powierzchniowego są siły przyciągania pomiędzy molekułami cieczy.

Siły spójności są to siły oddziaływania między cząsteczkami cieczy.

Kohezja – ogólna nazwa zjawiska stawiania oporu przez ciała fizyczne, poddawane rozdzielaniu na części. Jej miarą jest praca potrzebna do rozdzielenia określonego ciała na części, podzielona przez powierzchnię powstałą na skutek tego rozdzielenia.